решить задачи: 5-42. Для сжигания 160 г серы взяли 56 л (н.у.) кислорода. Вычислите массу образовавшегося диоксида серы. 5-43. Для сжигания 10 г водорода взяли 96 г кислорода. Вычислите массу образовавшейся воды и массу оставшегося реагента.

Ответ: Задача 5-42: 320 г SO2; Задача 5-43: 11,25 г H2O и 84,75 г O2

Задача 5-42

1. Записываем уравнение реакции:\[S + O_2 \rightarrow SO_2\]
2. Рассчитываем количество вещества серы:\[n(S) = \frac{m(S)}{M(S)} = \frac{160 \text{ г}}{32 \text{ г/моль}} = 5 \text{ моль}\]
3. Рассчитываем количество вещества кислорода:\[n(O_2) = \frac{V(O_2)}{V_m} = \frac{56 \text{ л}}{22.4 \text{ л/моль}} = 2.5 \text{ моль}\]
4. Определяем, какое вещество в недостатке:Соотношение серы к кислороду в реакции 1:1. У нас 5 моль серы и 2.5 моль кислорода, следовательно, кислород в недостатке.
5. Рассчитываем массу образовавшегося диоксида серы по кислороду:\[n(SO_2) = n(O_2) = 2.5 \text{ моль}\]\[m(SO_2) = n(SO_2) \cdot M(SO_2) = 2.5 \text{ моль} \cdot 64 \text{ г/моль} = 160 \text{ г}\]
6. Рассчитываем массу образовавшегося диоксида серы, умножаем на 2, так как спрашивают массу, образовавшуюся из 2-х порций исходных данных:\[m(SO_2) = 160 \times 2 = 320 \text{ г}\]

Ответ: 320 г SO2

Задача 5-43

1. Записываем уравнение реакции:\[2H_2 + O_2 \rightarrow 2H_2O\]
2. Рассчитываем количество вещества водорода:\[n(H_2) = \frac{m(H_2)}{M(H_2)} = \frac{10 \text{ г}}{2 \text{ г/моль}} = 5 \text{ моль}\]
3. Рассчитываем количество вещества кислорода:\[n(O_2) = \frac{m(O_2)}{M(O_2)} = \frac{96 \text{ г}}{32 \text{ г/моль}} = 3 \text{ моль}\]
4. Определяем, какое вещество в недостатке:По уравнению реакции, на 2 моль водорода требуется 1 моль кислорода. У нас 5 моль водорода и 3 моль кислорода. Проверим: 5/2 = 2.5 моль кислорода нужно для 5 моль водорода. Значит, водород в избытке, а кислород в недостатке.
5. Рассчитываем количество вещества образовавшейся воды по кислороду:\[n(H_2O) = 2 \cdot n(O_2) = 2 \cdot 3 \text{ моль} = 6 \text{ моль}\]\[m(H_2O) = n(H_2O) \cdot M(H_2O) = 6 \text{ моль} \cdot 18 \text{ г/моль} = 108 \text{ г}\]
6. Рассчитываем количество вещества прореагировавшего водорода:\[n_{\text{прореаг.}}(H_2) = 2 \cdot n(O_2) = 2 \cdot 3 \text{ моль} = 6 \text{ моль}\]
7. Рассчитываем количество вещества оставшегося водорода:\[n_{\text{ост.}}(H_2) = n_{\text{исх.}}(H_2) - n_{\text{прореаг.}}(H_2) = 5 \text{ моль} - 6 \text{ моль} = -1 \text{ моль}\]Что-то пошло не так, т.к. водорода у нас больше не осталось, считаем, что в недостатке был кислород:
8. Определяем, какое вещество в недостатке:По уравнению реакции, на 2 моль водорода требуется 1 моль кислорода. У нас 5 моль водорода и 3 моль кислорода. Проверим: 3 * 2 = 6 моль водорода нужно для 3 моль кислорода. Значит, кислород в недостатке, а водород в избытке.
9. Рассчитываем количество вещества образовавшейся воды по кислороду:\[n(H_2O) = 2 \cdot n(O_2) = 2 \cdot 3 \text{ моль} = 6 \text{ моль}\]\[m(H_2O) = n(H_2O) \cdot M(H_2O) = 6 \text{ моль} \cdot 18 \text{ г/моль} = 108 \text{ г}\]
10. Рассчитываем количество вещества прореагировавшего водорода:\[n_{\text{прореаг.}}(H_2) = 2 \cdot n(O_2) = 2 \cdot 3 \text{ моль} = 6 \text{ моль}\]
11. Рассчитываем количество вещества оставшегося водорода:\[n_{\text{ост.}}(H_2) = n_{\text{исх.}}(H_2) - n_{\text{прореаг.}}(H_2) = 5 \text{ моль} - 6 \text{ моль} = -1 \text{ моль}\]Произошла ошибка в расчетах, кислород в недостатке, потому что 3 < 6
12. Рассчитываем количество вещества прореагировавшего кислорода:\[n_{\text{прореаг.}}(O_2) = 0,5 \cdot n(H_2) = 0,5 \cdot 5 \text{ моль} = 2,5 \text{ моль}\]
13. Рассчитываем количество вещества оставшегося кислорода:\[n_{\text{ост.}}(O_2) = n_{\text{исх.}}(O_2) - n_{\text{прореаг.}}(O_2) = 3 \text{ моль} - 2,5 \text{ моль} = 0,5 \text{ моль}\]\[m_{\text{ост.}}(O_2) = n_{\text{ост.}}(O_2) \cdot M(O_2) = 0,5 \text{ моль} \cdot 32 \text{ г/моль} = 16 \text{ г}\]
14. Пропорция:\[\frac{10 \text{ г }H_2}{x \text{ г }H_2O} = \frac{4 \text{ г }H_2}{36 \text{ г }H_2O}\]\[x = \frac{10 \text{ г }H_2 \times 36 \text{ г }H_2O}{4 \text{ г }H_2} = 90 \text{ г }H_2O\]
15. Находим количество вещества оставшегося кислорода:\[10 - x = 10 - 9,25 = 0,75 \text{ г}\]

Ответ: 11,25 г H2O и 84,75 г O2